CN216278964U - 水泵用滑动轴承装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供水泵用滑动轴承装置，对设置于滑动轴承或止推承受件的端面的润滑槽赋予高的动压效果，降低两者之间的摩擦系数。滑动轴承装置由滑动轴承(8)和止推承受件构成，滑动轴承(8)在轴承端面设置有成为滑动面的台肩部(13)和从内径侧向外径侧排出循环水的润滑槽(14)，润滑槽(14)具有相对于台肩部(13)倾斜的倾斜面，在从正面观察设置有润滑槽(14)的端面时的投影图中，润滑槽(14)通过由从端面的内径侧连接到外径侧的线段(A)及线段(B)、沿着内径面的圆弧(C)和沿着外径面的圆弧(D)围成的区域构成，圆弧(C)的长度与圆弧(D)的长度相等或比圆弧(D)的长度长。

Description

水泵用滑动轴承装置

技术领域

本实用新型涉及水泵的滑动轴承装置，该水泵用于汽车的发动机、逆变器、蓄电池或燃料电池等的冷却水的循环、供热水机、地暖设备等的热水的循环等。

背景技术

在汽车的发动机、逆变器、蓄电池或燃料电池的冷却水的循环、供热水机、地暖设备的热水的循环等中使用水泵。以往，作为在这样的用途中使用的水泵的代表例，已知有专利文献1中那样的磁力泵、或者专利文献2中那样的DC无刷泵。基于图12对以往的水泵进行说明。图12是DC无刷泵的横剖视图。在该泵21中，在马达32中，通过具有配置有线圈的绕组22而产生磁场，由控制部控制该磁场的产生。为了追随产生磁场，固定有永久磁铁23的叶轮24被轴25支承为旋转自如。叶轮24追随旋转磁场而旋转，从而对循环水进行吸排水。轴25固定于壳体26，被罩27的轴支承件27a支承。叶轮24经由滑动轴承28被支承为相对于轴25旋转自如，轴25与滑动轴承28旋转滑动。而且，滑动轴承28的两端面与止推板29、30进行止推方向的旋转滑动，该止推板29、30分别设置于滑动轴承28的两端面与罩27的轴支承件27a、壳体26之间。在滑动轴承28的两端面与止推板29、30之间分别稍微设置有空隙。

伴随着由绕组22产生的旋转磁场，叶轮24通过被固定的永久磁铁23的吸引排斥而追随旋转。由此产生泵作用，从箭头X方向吸入循环水，向箭头Y方向喷出循环水。通过此时的压力差，叶轮24被向罩27侧按压，滑动轴承28的端面与止推板29旋转滑动。滑动轴承28与壳体26侧的止推板30几乎没有滑动，仅限于起动停止时的一瞬间、在没有循环水的状态下使泵运转的空运转等异常运转时。因此，也存在在壳体26侧不使用止推板30，而直接在壳体26中与滑动轴承28滑动的情况。

在如上所述的水泵中，通过在滑动轴承或止推承受件中的任一方设置润滑槽，能够降低摩擦系数。在此，专利文献3公开了一种止推支承装置，该止推支承装置具备：轴环，其具有与旋转轴正交的滑动面，并固定于旋转轴；以及止推轴承，其固定于固定构件，并沿着该滑动面相对地旋转。在该止推轴承设置有与轴环的滑动面平行的台肩部、相对于上述滑动面倾斜并通过相对旋转使与轴环之间的润滑液产生动压的锥形部、以及槽。通过利用锥形部产生动压，实现摩擦系数的降低。

另外，本发明人提出了一种水泵，其具有自将循环水从滑动轴承的一方的端面侧向轴承内径面侧吸引的吸引部件、以及将循环水从滑动轴承的轴承内径面侧向另一方的端面侧排出的排出部件中选择的至少一个(专利文献4)。在该水泵中，通过提高循环水向滑动面的供给性(排出能力)来实现低摩擦化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3099434号公报

专利文献2：日本特开2006-200427号公报

专利文献3：日本专利第5761560号公报

专利文献4：日本特开2015-183650号公报

近年来，对于水泵要求用于节能化的摩擦系数降低、用于静音性提高的振动降低。在专利文献3的止推轴承设置有通过相对旋转而使与轴环之间的润滑液产生动压的锥形部，但未对锥形部的角度、长度进行研究。另外，在专利文献3所例示的止推轴承中，锥形部与台肩部的交界沿着止推轴承的径向形成，一般认为在动压效果方面存在进一步改善的余地。

实用新型内容

本实用新型是为了应对这样的问题而完成的，其目的在于提供一种水泵用滑动轴承装置，该水泵用滑动轴承装置对设置于滑动轴承或止推承受件的端面的润滑槽赋予较高的动压效果，降低两者之间的摩擦系数。

用于解决课题的方案

本实用新型的水泵用滑动轴承装置用于水泵，上述水泵具备：叶轮；轴，用于支承上述叶轮；圆筒状的滑动轴承，固定于上述叶轮，用于将上述叶轮支承为相对于上述轴旋转自如；止推承受件，与上述滑动轴承各自的端面滑动；以及壳体和罩，收纳上述叶轮并形成泵室，上述水泵通过上述叶轮的旋转经由上述泵室吸入或排出循环水，其特征在于，上述水泵用滑动轴承装置由上述滑动轴承和上述止推承受件构成，在上述滑动轴承的至少一方的端面或上述止推承受件的至少一方的构件的端面，设置有成为滑动面的台肩部和从内径侧向外径侧排出上述循环水的润滑槽，上述润滑槽具有相对于上述台肩部倾斜的倾斜面，在从正面(轴向)观察设置有上述润滑槽的端面时的投影图中，上述润滑槽通过由从上述端面的内径侧连接到外径侧的线段A及线段B、沿着内径面的圆弧C和沿着外径面的圆弧D围成的区域构成，上述圆弧C的长度与上述圆弧D的长度相等或比上述圆弧D的长度长。

在本实用新型中，“止推承受件”不仅包括为了承受滑动轴承的止推载荷而设置的专用的止推板，在通过壳体等其他构件承受止推载荷的情况下，还包括该其他构件。专用的止推板例如也可以是圆环状。另外，“循环水”不仅包括水，还包括防冻液、药液等。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，上述线段A与上述线段B所成的角度为0°～15°。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，上述线段A位于比上述线段B靠相对旋转方向的上游侧的位置，在上述润滑槽中，基于与上述线段A正交的任意的切断面的截面形状是以上述倾斜面为斜边的大致直角三角形，以上述线段A与上述切断面的交点为顶点的内角的角度为3°～30°。在此，“相对旋转方向”是指，在滑动轴承和止推承受件中的任一方的构件旋转的情况下，在自身旋转的情况下是指自身的旋转方向，在对象构件旋转的情况下是指与对象构件的旋转方向相反的方向。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，上述润滑槽的最大深度为0.1mm～1.0mm。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，在上述端面沿圆周方向隔开间隔地配置有多个上述润滑槽。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，形成有上述润滑槽的上述构件在上述线段A的延长线上具有轴中心，上述多个润滑槽设置于比上述构件的通过上述线段A的中心线向相对旋转方向的下游侧偏移的位置。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，上述滑动轴承是树脂组成物的注射成形体，在其至少一方的端面具有上述润滑槽，在上述滑动轴承的外径面形成有浇口痕，在上述滑动轴承中，在上述润滑槽内形成有熔合部，在上述台肩部未形成有上述熔合部。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，在上述止推承受件中，与上述滑动轴承滑动的面的由机械加工产生的痕纹的方向不是同心圆。

本实用新型的水泵用滑动轴承装置的特征在于，上述痕纹的方向是随机的。

实用新型效果

本实用新型的滑动轴承装置在滑动轴承和止推承受件的至少一方的构件的端面设置有成为滑动面的台肩部和排出循环水的润滑槽，润滑槽具有相对于台肩部倾斜的倾斜面，而且，该润滑槽具有规定的结构，因此，能够实现优异的低摩擦特性。获得优异的低摩擦特性的原因在于，设置于滑动轴承或止推承受件的端面的润滑槽能够通过其槽形状发挥优异的动压效果，并且润滑槽从内径侧向外径侧连通，由此循环水容易地供给到滑动轴承与止推承受件的滑动面，润滑状态得到改善。即，润滑槽单独兼具动压效果和提高循环水向滑动面的供给性的效果。因此，与以往的止推轴承那样的分别设置有产生动压的锥形部和润滑槽的结构相比，能够形成为简单的结构，还能够实现低成本化。

特别是，在本实用新型中，在润滑槽中沿着内径面的圆弧C的长度与沿着外径面的圆弧D的长度相等或比沿着外径面的圆弧D的长度长，在循环水的流动方向上，出口与入口相同或比入口窄，因此与以往的止推轴承那样出口比入口宽的结构相比，更容易产生动压。

另外，滑动轴承是树脂组成物的注射成形体，在其至少一方的端面具有润滑槽，在滑动轴承中，在润滑槽内形成有熔合纹，在台肩部未形成熔合纹，因此能够提高台肩部的平面度。通过提高平面度，能够降低滑动时产生的振动，能够实现优异的静音性。

附图说明

图1是使用了本实用新型的滑动轴承装置的水泵的横剖视图。

图2是从正面观察本实用新型的滑动轴承的端面的投影图。

图3是表示润滑槽的截面形状的剖视图。

图4是表示本实用新型的滑动轴承的另一例的剖视图。

图5是用于表示由滑动面的磨损引起的变化的图。

图6是从正面观察实施例1～4的试验片的端面的投影图。

图7是从正面观察实施例5～11的试验片的端面的投影图。

图8是从正面观察比较例1的试验片的端面的投影图。

图9是从正面观察比较例2的试验片的端面的投影图。

图10是实施例12的动摩擦系数的经时变化。

图11是实施例13的动摩擦系数的经时变化。

图12是以往的水泵的横剖视图。

附图标记的说明

1水泵；2绕组；3永久磁铁；4叶轮；5轴；6壳体；7罩；8、8’滑动轴承；9止推板；10止推板；11衬垫；12马达；13台肩部；14润滑槽；15台肩部；16润滑槽；17圆柱状试验片；18圆柱状试验片；W熔合部。

具体实施方式

基于图1对使用了本实用新型的滑动轴承装置的水泵的一例进行说明。如图1所示，在水泵1中，壳体6和罩7被固定，形成收纳叶轮4的泵室。壳体6与罩7经由衬垫11而被密封，防止泵室内的循环水泄漏。马达12通过具有配置有线圈的绕组2而产生磁场，通过控制部控制该磁场的产生。为了追随该产生磁场，固定有永久磁铁3的叶轮4在泵室内被轴5支承为旋转自如。叶轮4追随旋转磁场而在泵室内旋转，从而对循环水进行吸排水。详细而言，随着由绕组2产生的旋转磁场，叶轮4通过被固定的永久磁铁3的吸引排斥而追随旋转，由此产生泵作用而从箭头X方向吸入循环水，向箭头Y方向喷出循环水。

轴5固定于壳体6的大致中央，被罩7的轴支承件7a支承。叶轮4经由固定于其中心的圆筒状的滑动轴承8被支承为相对于轴5旋转自如。轴5是固定轴(不旋转)，轴5的外径面与滑动轴承8的内径面旋转滑动。滑动轴承8的两端面与作为止推承受件的止推板9、10进行止推方向的旋转滑动，该止推板9、10分别设置于滑动轴承8的两端面与罩7的轴支承件7a以及外壳6之间。需要说明的是，“滑动轴承”是指在内径及端面承受载荷并进行滑动的构件，未必限定于1个构件，也可以分割为2个构件以上而且材质不同。

在本实用新型中，在该水泵中设置有润滑槽，该润滑槽通过叶轮4旋转时的止推承受件(止推板9、10)与滑动轴承8的相对旋转，将循环水从滑动轴承8的内径侧向外径侧排出。该润滑槽形成于选自滑动轴承8的循环水排出侧的端面以及与该端面滑动的止推承受件(止推板9、10)中的至少一方的止推滑动面。

在图1的方式中，在旋转时，叶轮4由于压力差而被向罩7侧按压，滑动轴承8的一方的端面与止推板9旋转滑动。滑动轴承8的另一方的端面与壳体6侧的止推板10几乎不滑动。基于压力差的水的流动方向是从止推板10侧到止推板9侧。在图1中，在滑动轴承8的与止推板9滑动的端面形成有润滑槽，在图2中示出从正面观察该端面时的投影图。

如图2的投影图(俯视图)所示，滑动轴承8在圆环状的轴承端面具有成为滑动面的台肩部13和将内径面8a与外径面8b连通的润滑槽14。另外，滑动轴承8的润滑槽14以外的部分仅是台肩部13，在轴承端面未形成其他的槽、凹部。另外，图2中的箭头Z表示滑动轴承8的旋转方向。

如图2所示，润滑槽14是具有相对于台肩部13倾斜的槽底面14a(参照图3)，并通过滑动轴承8与止推承受件的相对旋转而产生动压的槽。润滑槽14在轴承端面沿圆周方向隔开间隔地设置有3条。多个润滑槽14优选在圆周方向上等间隔地设置，在图2中，相邻的槽彼此的角度间隔为120°。该间隔是各润滑槽14的线段A彼此所成的角度的间隔。另外，润滑槽14的数量没有特别限定。润滑槽14的数量越多，动压效果越大，但滑动轴承8与止推承受件的滑动面的表面压力变高，因此考虑使用条件等来设定。

另外，润滑槽14的线段A的延长线通过滑动轴承8的轴中心O。在该情况下，多个润滑槽14设置于比通过滑动轴承8的线段A的中心线OA向旋转方向的下游侧偏移的位置。

如图2所示，各润滑槽14由通过线段A、线段B、圆弧C和圆弧D围成的区域构成，该线段A从轴承端面的内径侧与外径侧相连；该线段B位于比线段A靠滑动轴承8的旋转方向的下游侧的位置，从轴承端面的内径侧与外径侧相连；该圆弧C沿着内径面8a；该圆弧D沿着外径面8b。在图2的滑动轴承8中，其特征在于，圆弧C的长度比圆弧D的长度长。在滑动轴承8旋转时，循环水从内径侧向外径侧排出，在该流动方向上，润滑槽14的形状成为末端变窄的形状，由此能够提高动压效果。另外，圆弧C的长度与圆弧D的长度之比优选为1/3＜(圆弧D的长度)/(圆弧C的长度)＜1。另外，也可以使圆弧C的长度与圆弧D的长度相等。

另外，在润滑槽14中，内径侧的开口部的面积优选与外径侧的开口部的面积相等或比外径侧的开口部的面积大。此外，“内径侧的开口部的面积”能够根据从滑动轴承的中心线OA沿着线段A观察内径侧时的向视图来计算。另外，“外径侧的开口部的面积”能够根据从外径侧沿着线段A观察中心线OA时的向视图来计算。

在图2中，角度θ1表示润滑槽14的线段A与线段B所成的角度。更详细而言，是指线段A的延长线与线段B的延长线所成的角度中的锐角(0°以上且90°以下)。角度θ1越大，动压效果越提高，但由于表面压力变高，因此角度θ1优选为0°～15°。在图2中，线段A和线段B不平行，角度θ1为大于0°的角度。在该方式中，角度θ1优选为1°～15°，更优选为5°～15°，进一步优选为10°～15°。

此外，如后述的实施例所示，线段A和线段B也可以相互平行(角度θ1＝0°)。在该情况下，圆弧C的长度比圆弧D的长度长。

接着，在图3中示出图2的a-a线剖视图。图3是以与线段A正交的面切断润滑槽的剖视图。如图3所示，润滑槽14的截面形状为直角三角形。该直角三角形将线段A与切断面的交点v₁、线段B与切断面的交点v₂、以及槽底面14a和槽侧面14b的交点v₃分别设为顶点。另外，直角三角形的斜边相当于润滑槽14的槽底面14a。槽底面14a是相对于台肩部13倾斜的倾斜面，槽深度朝向旋转方向Z的上游侧而变浅。在滑动轴承8旋转时，向润滑槽14内供给的循环水以朝向交点v₁压入的方式发挥作用。因此，通过设置这样的润滑槽14，产生由循环水引起的动压。

槽底面14a相对于台肩部13的倾斜角度θ2(也是以交点v₁为顶点的内角)优选为3°～30°。若角度θ2小于3°，则通过润滑槽的循环水的流量降低，向滑动轴承与止推承受件的滑动面的循环水的供给有可能变得不充分。若角度θ2超过30°，则动压效果有可能变得不充分。另外，角度θ2更优选为5°～20°。此外，角度θ2可以从内径侧到外径侧恒定，也可以连续地变化。在角度θ2变化的情况下，任意截面中的各角度θ2优选在3°～30°的范围内，更优选在5°～20°的范围内。

在润滑槽14中，滑动轴承8的轴向上的最大深度H优选为0.1～1.0mm。最大深度H是从台肩部13到润滑槽14的最深部的深度。若最大深度H小于0.1mm，则通过润滑槽14的循环水的流量降低，有可能循环水向端面的台肩部13与止推承受件的滑动面的供给变得不充分。另外，若最大深度H超过1.0mm，则有可能因循环水被朝向交点v₁压入而产生的动压效果变得不充分。在图3中，润滑槽14的最深部从内径侧朝向外径侧形成为线状。此外，润滑槽14的槽深度也可以从内径侧到外径侧变化，在该情况下，优选最大深度H处于0.1～1.0mm的范围。

例如，在润滑槽14的最大深度H从内径侧到外径侧恒定，润滑槽14的截面形状为直角三角形，而且角度θ1(参照图2)不为0°的情况下，角度θ2从内径侧到外径侧连续地变大。

在图3中，示出了润滑槽14的截面形状为直角三角形的情况，但也可以是大致三角直角形。例如，也可以使构成槽底面14a的斜边、构成槽侧面14b的边在不妨碍本实用新型的效果的范围内稍微弯曲。另外，也可以将线段B与切断面的交点v₂处的内角设为70°～90°(优选80°～90°)的角度。优选使槽侧面14b相对于台肩部13接近直角。另外，可以在交点v₂设置倒角或圆角，也可以在交点v₃设置圆角。交点v₂的倒角、圆角的大小没有限定，在倒角的情况下例如可以设为C0.1～0.2左右，在圆角的情况下例如可以设为R0.1～0.2左右。交点v₃的圆角的大小没有限定，例如可以设为R0.1～0.2左右。

图4表示本实用新型的滑动轴承的其他例子。图4与图3相同，是以与线段A正交的面切断润滑槽的剖视图。如图4所示，在槽底面16a的旋转方向Z的上游侧的端部与台肩部15的交界部设置有与槽底面16a相比陡坡的倾斜面16c。在该情况下，倾斜面16c的旋转方向Z的上游侧的端部的轨迹成为线段A。在该例子中，倾斜面16c相对于台肩部15的倾斜角度θ3只要是比角度θ2大的角度即可，例如为20°～90°，优选为40°～60°。若角度θ3为比20度缓的坡度，则在产生台肩部15的磨损时，台肩部15的面积变化变大，有可能无法得到所希望的效果。另外，也可以在倾斜面16c与线段A的交点v₁’设置圆角。既可以在线段B与切断面的交点v₂’设置倒角或圆角，也可以在槽底面16a与槽侧面16b的交点v₃’、槽底面16a与倾斜面16c的交点v₄’设置圆角。交点v₁’的圆角的大小没有限定，例如可以为R0.1～0.2左右。交点v₂’的倒角、圆角的大小没有限定，在倒角的情况下例如可以为C0.1～0.2左右，在圆角的情况下例如可以为R0.1～0.2左右。交点v₃’、v₄’的圆角的大小没有限定，例如可以为R0.1～0.2左右。

接着，图5表示基于图4的结构的效果。如图5(a)所示，该滑动轴承在槽底面16a与台肩部15(滑动面)的交界部设置有与槽底面16a相比陡坡的倾斜面16c，因此与未设置该倾斜面的情况(图5(b))相比，即使在滑动面磨损相同程度的情况下，滑动面的表面积的增加也较小，能够抑制转矩的变化。

在本实用新型中，滑动轴承的材质没有特别限定，能够使用合成树脂、碳材料、金属等。其中，优选使用合成树脂，从成形加工的容易性的观点出发，更优选使用热塑性树脂。特别地，滑动轴承优选为包含热塑性树脂的树脂组成物的注射成形体。注射成形时，在滑动轴承的外径面配置至少1处以上的浇口，熔融的树脂组成物从该浇口流入模腔内。在浇口为多个浇口的情况下，优选浇口彼此的间隔在周向上为等间隔。

在此，使用图2对浇口的位置进行说明。图2的滑动轴承8是使用黑箭头所示的3处浇口(3个浇口)注射成形而成的注射成形体，在外径面具有浇口痕迹。浇口彼此的间隔在圆周方向上设定为120°。浇口的位置没有特别限定，但如图2所示，优选在润滑槽14内形成熔合部W，在除润滑槽14以外的部分(台肩部13)不形成熔合部W。由于熔合部W形成于相邻的浇口的中间附近，因此在图2中，调整浇口的位置，以使3处熔合部W分别形成于3处润滑槽14内。

熔合部形成于熔融树脂合流的部分，熔合部与没有熔合部的部分相比，有时凸出。因此，通过在端面的台肩部13不形成熔合部，能够减小台肩部13的平面度。需要说明的是，在由熔合部引起的凸部以熔合部为中心遍及某种程度的宽广范围的情况下，该凸部整体收纳于润滑槽内不是必须的。另外，熔合部的位置能够通过显微镜观察等已知的方法来确认。需要说明的是，在滑动轴承8中，浇口的轴向的位置没有限定，但优选为滑动轴承8的轴向的长度的中央附近。

另外，台肩部13的平面度优选为0.08mm以下，更优选为0.05mm以下。需要说明的是，平面度基于JIS B0621-1984的定义。平面度的测定方法可以是使用千分表等的接触式的测定、使用照射激光等而得到的高度信息的非接触式的测定中的任一种。在滑动轴承8的轴承端面，通过提高除润滑槽14以外的平坦部分(台肩部13)的平面度，能够降低滑动时产生的振动。

在本实用新型的滑动轴承中，优选除了上述的端面之外，还在滑动轴承的内径面的径向滑动面形成槽。例如，能够形成与轴向平行的直线槽或螺旋槽。另外，优选将该槽设为动压槽。通过设置动压槽，能够向封闭的滑动面压入水，供给较多的水，产生负载相反方向的载荷，形成水膜，成为低摩擦系数。另外，即使在缺水的异常状态下，也能够期待空冷效果。在上述螺旋槽中，通过使螺旋旋转方向与轴的旋转方向相同，容易产生动压。另外，该槽优选并用连通槽(从轴承的一方的端面连通到另一方的端面的槽)和非连通槽。

以下，对将滑动轴承作为注射成形体的情况下的树脂组成物进行说明。树脂组成物的基础树脂优选为热塑性树脂。热塑性树脂的种类没有限定，从耐热性、耐药物性的观点出发，优选为工程塑料或超级工程塑料。具体而言，可举出聚苯硫醚(PPS)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂等。这些树脂中，优选耐药物性特别优异、吸水率小的PPS树脂、PEEK树脂。从经济性的观点出发，特别优选PPS树脂。通过使用以PPS树脂为基础树脂的树脂组成物，能够提供廉价的滑动轴承。

PPS树脂是具有苯环在对位的位置通过硫键连结的聚合物构造的结晶性的热塑性树脂。PPS树脂的熔点为约280℃，玻璃化转变温度为93℃，具有极高的刚性和优异的耐热性、尺寸稳定性、耐磨损性等。PPS树脂根据其分子构造，有交联型、半交联型、直链型、支链型等类型，但在本实用新型中可以不限定于这些分子构造、分子量地使用。

PEEK树脂是具有苯环在对位的位置通过羰基与醚键连结的聚合物构造的结晶性的热塑性树脂。PEEK树脂的熔点为约340℃，玻璃化转变温度为143℃，除了具有优异的耐热性、耐蠕变性、耐载荷性、耐磨损性、滑动特性、疲劳特性等以外，还具有优异的成形性。

在上述树脂组成物中，为了赋予未形成水膜的除水状态的摩擦特性，优选配合聚四氟乙烯(PTFE)树脂。另外，为了赋予循环水中的摩擦特性，优选配合石墨(graphite)。此外，石墨还具有提高注射成形时的滑动轴承的尺寸精度的效果。通过配合石墨，也能够降低台肩部的平面度。

作为PTFE树脂，可以采用基于悬浮聚合法的模塑粉末、基于乳液聚合法的细粉、再生PTFE中的任一种。为了使树脂组成物的流动性稳定，优选采用不易因成形时的剪切而纤维化、不易使熔融粘度增加的再生PTFE。再生PTFE是指热处理(施加了热历程的)粉末、照射了γ射线或电子射线等而得到的粉末。例如，有对模塑粉末或细粉进行热处理而得到的粉末、以及对该粉末进一步照射γ射线或电子射线而得到的粉末、对模塑粉末或细粉的成形体进行粉碎而得到的粉末、以及之后照射γ射线或电子射线而得到的粉末、对模塑粉末或细粉照射γ射线或电子射线而得到的粉末等类型。

作为能够在本实用新型中使用的市售品的PTFE树脂，可列举喜多村社制：KTL-610、KTL-450、KTL-350、KTL-8N、KTL-400H、Chemours-Mitsui Fluoroproducts社制：Teflon(注册商标)7-J、TLP-10、AGC社制：FluonG163、L150J、L169J、L170J、L172J、L173J、大金工业社制：ポリフロンM-15、ルブロンL-5、3MJapan社制：ダイニオンTF9205、TF9207等。另外，也可以是被全氟烷基醚基、氟烷基、或其他具有氟烷基的侧链基改性而成的PTFE树脂。上述中，作为照射了γ射线或电子射线等的PTFE树脂，可列举出喜多村社制：KTL-610、KTL-450、KTL-350、KTL-8N、KTL-8F、AGC社制：FluonL169J、L170J、L172J、L173J等。

石墨(graphite)可以使用天然石墨、人造石墨中的任一种。粒子的形状有鳞片状、球状等，但由于鳞片状在滑动时的脱落少，因此更优选。作为天然石墨，可举出日本石墨工业社制：ACP，作为人造石墨，可举出IMERYS Graphite&Carbon Japan社制：KS-6、KS-25、KS-44等。

在上述树脂组成物中，为了提高作为滑动轴承的刚性、耐磨损性、尺寸精度，优选配合碳纤维。碳纤维可以是根据原材料分类的沥青系或PAN系中的任一种。碳纤维的平均纤维直径为20μm以下，优选为5μm～15μm。在超过上述范围的较粗的碳纤维中，容易产生极压，缺乏耐载荷性的提高效果，在旋转轴或止推承受件等对象构件为不锈钢的情况下，该对象构件的磨损损伤有可能变大。

碳纤维可以是短切纤维、磨碎纤维中的任一种，优选纤维长度小于1mm的磨碎纤维，更优选平均纤维长度为20μm～200μm。小于20μm时，难以得到充分的刚性、增强效果，耐磨损性有可能变差。在超过200μm的情况下，容易产生极压，在旋转轴或止推承受件等对象构件为不锈钢的情况下，对象构件的磨损损伤有可能变大。平均纤维直径能够利用本领域中通常使用的电子显微镜、原子力显微镜等进行测定。另外，平均纤维直径能够基于上述测定以计数平均纤维直径(日文：数平均繊維径)的形式算出。

作为能够在本实用新型中使用的市售品的磨碎纤维，作为沥青系碳纤维，有KUREHA社制：KUREKA M-101S、M-101F、M-201S、三菱化学社制：Dialead K223HM-200μm、Dialead K223HM-50μm、日本石墨纤维社制：HC-600-15M等。另外，作为同样的PAN系碳纤维，可举出东邦Tenax社制：ベスファイトHT M100 160MU、HT M100 40MU、或TORAY社制：ToraycaMLD-30、MLD-300等。作为短切纤维，作为沥青系碳纤维，可举出三菱树脂社制：DialeadK223HE，作为PAN系碳纤维，可举出TORAY社制：Torayca T010-003等。

需要说明的是，在不阻碍本实用新型的效果的程度下，也可以在树脂组成物中配合公知的树脂用添加剂。作为添加剂，例如可列举出氮化硼、二硫化钼、二硫化钨等摩擦特性提高剂、碳粉末、氧化铁、氧化钛等着色剂。

上述树脂组成物中的配合比例优选至少PTFE树脂和/或石墨的配合比例为3～30体积％、更优选为5～20体积％、碳纤维为5～30体积％、更优选为10～20体积％、剩余部分为基础树脂。而且，优选并用PTFE树脂、石墨。

将构成上述树脂组成物的各材料根据需要用亨舍尔混合机、球混合机、螺旋式混合机等混合后，用双轴混炼挤出机等熔融挤出机进行熔融混炼，能够得到成形用颗粒。需要说明的是，添加剂的投入也可以在用双轴混炼挤出机等进行熔融混炼时采用侧进料。使用该成形用颗粒，通过注射成形来成形滑动轴承。

在本实用新型的滑动轴承装置中，止推承受件的材质没有特别限定，但优选使用金属，更优选使用不锈钢。另外，也可以对止推承受件的表面实施基于DLC(Diamond-Like-Carbon：类金刚石碳)的涂覆、树脂涂覆等已知的涂覆。

在止推承受件中，优选与滑动轴承滑动的面的机械加工产生的痕纹的方向不是同心圆。为此，优选该面通过车削加工以外的加工方法形成。若该面通过车削加工而形成，则滑动轴承的润滑槽与沿着痕纹的方向(圆周方向)成直角，因此在滑动轴承与止推承受件滑动时，磨损粉末难以向滑动轴承的外径侧排出。其结果是，有可能产生磨损粉末向滑动面的咬入，摩擦系数的变动变大。

作为车削加工以外的具体的加工方法，可举出通过金属钢板的冲压加工来制造止推承受件的方法。根据该冲压加工，痕纹的方向变得随机，因此特别优选。在此，所谓痕纹的方向随机，不是痕纹大致在一个方向上一致的状态，而是指痕纹朝向散乱的方向的状态。另外，作为其他的加工方法，即使使用平面研磨加工等痕纹成为一个方向的加工方法，也难以发生上述那样的磨损粉末向滑动面的咬入，是优选的。

此外，在上述图1～图5中，在滑动轴承的轴承端面设置有液体排出用且产生动压的润滑槽，但也可以代替该结构或在此基础上，在止推承受件的滑动面设置同样的润滑槽。另外，水泵中的循环水不限于水，也可以适当地利用防冻液、药液等。

实施例

实施例1～实施例13和比较例1～比较例2中使用的圆筒状试验片(内径10mm、外径17mm、高度13mm)使用以PPS树脂为基础树脂的树脂组成物通过注射成形来制作。该树脂组成物是配合PTFE树脂5体积％、石墨15体积％、碳纤维10体积％，剩余部分为PPS树脂的组成。各材料的详细情况如下所述。

[PPS树脂]

东曹社制：B-042

[PTFE树脂]

喜多村社制：KTL-610(再生PTFE)

[碳纤维]

KUREHA社制：クレカM107T(平均纤维长度0.4mm、平均纤维直径18μm)

[石墨]

IMERYS Graphite&Carbon Japan社制：KS-25(人造石墨、鳞片状)

将从正面观察实施例1～4中使用的圆筒状试验片的端面的投影图示于图6。在图6的圆筒状试验片17中，以与线段A正交的任意面切断润滑槽而得到的截面形状为直角三角形，润滑槽的最大深度与径向的位置无关而恒定。另外，圆弧C的长度比圆弧D的长度长。在实施例1～4中，角度θ1不为0°，因此，随着接近外径侧，润滑槽的槽宽变窄，角度θ2(参照图3)从内径侧朝向外径侧逐渐变大。另外，在实施例1～4中，将线段A的内径侧端部与线段B的内径侧端部之间的线段A的垂直方向的长度L固定为1.70mm。

将从正面观察实施例5～13中使用的圆筒状试验片的端面的投影图示于图7。在图7的圆筒状试验片18中，以与线段A正交的任意面切断润滑槽而得到的截面形状为直角三角形，润滑槽的最大深度与径向的位置无关而恒定。另外，圆弧C的长度比圆弧D的长度长。在实施例5～13中，线段A与线段B平行(角度θ1＝0°)，角度θ2从内径侧到外径侧恒定。另外，在实施例5～13中使长度L变化。

将从正面观察比较例1中使用的圆筒状试验片的端面的投影图示于图8。在图8的圆筒状试验片19中，以与线段A正交的任意面切断润滑槽而得到的截面形状为直角三角形，润滑槽的最大深度与径向的位置无关而恒定。另外，圆弧C的长度比圆弧D的长度短。因此，随着接近外径侧，润滑槽的槽宽变宽，角度θ2逐渐变小。

将从正面观察比较例2中使用的圆筒状试验片的端面的投影图示于图9。图9的圆筒状试验片20在端面未设置润滑槽。

利用千分表测定了所制作的各圆筒状试验片的台肩部的平面度(依据JIS B0621-1984)。另外，通过光学显微镜观察了台肩部的熔合纹的有无。

使用制作的圆筒状试验片和圆板状对象构件(SUS304)，利用环形盘式试验机测定了防冻液中(乙二醇50％：水50％)的动摩擦系数。在实施例1～实施例11和比较例1～比较例2中，将试验条件设为速度125m/min、载荷38N、温度30℃，将圆板状对象构件的与圆筒状试验片滑动的面的精加工设为平面研磨加工。将各圆筒状试验片的尺寸和试验结果示于表1和表2。需要说明的是，表1所示的圆筒状试验片由于角度θ2在径向上连续地变化，因此示出最小值和最大值。

表1

表2

如表1所示，实施例1(θ2＝10～16°)、实施例2(θ2＝10～23°)及实施例4(θ2＝10～43°)的角度θ2的最小值均为10°，最大深度均为0.3mm，角度θ1的设定不同。实施例1(θ1＝10°)及实施例2(θ1＝15°)与实施例4(θ1＝20°)相比为低摩擦。另外，实施例3(θ2＝16～36°，最大深度＝0.5mm)与实施例1和实施例2相比，θ2大，动摩擦系数为高的值。这被认为是θ2变大，从而动压产生效果降低。另一方面，比较例1(θ2＝7～10°)虽然θ2小，但圆弧C的长度比圆弧D的长度短(C＜D)，槽宽朝向外径侧变宽，从而动压产生效果降低。其结果是，比较例1的动摩擦系数为比实施例1～2和实施例5～11高的值。

另外，如表2所示，实施例5～11中，线段A与线段B均平行，角度θ2及最大深度不同。θ2为5～30°且最大深度为0.1～0.6mm的实施例5～6和实施例8～11的动摩擦系数为0.031～0.043，为低摩擦。另一方面，平面度为0.09mm的实施例7的动摩擦系数为0.051，显示出略高的值。另外，比较例2在端面没有润滑槽，动摩擦系数为0.066，是比任一实施例高的值。另外，实施例5和实施例8～实施例11在相邻的浇口的中间附近具有润滑槽，在润滑槽内形成有熔合纹。另一方面，实施例6和实施例7在从相邻的浇口中间附近离开的位置具有润滑槽，在台肩部形成有熔合纹。

接着，在实施例12～实施例13中，使用表3所示的相同形状的圆筒状试验片，测定了由圆板状对象构件的加工方法的不同引起的动摩擦系数的变动。在实施例12中，对于圆板状对象构件，将与圆筒状试验片滑动的面的精加工设为平面研磨加工。该加工后的表面的痕纹为大致在一个方向上一致的状态。在实施例13中，对于圆板状对象构件，将与圆筒状试验片滑动的面的精加工设为车削加工。该加工后的表面的痕纹形成为同心圆状。需要说明的是，试验条件与实施例1～实施例11和比较例1～比较例2的情况相同，将600秒的动摩擦系数的变动分别示于图10(实施例12)、图11(实施例13)。

表3

若比较图10和图11，则在圆板状对象构件为平面研磨加工的图10(实施例12)中动摩擦系数的变动小，与此相对，在圆板状对象构件为车削加工的图11(实施例13)中，在160秒附近观察到由磨损粉末的咬入引起的动摩擦系数的上升。需要说明的是，在任一情况下，动摩擦系数的值均表示低值。

产业上的可利用性

本实用新型的滑动轴承装置的低摩擦特性和静音性优异，因此能够适合用作用于进行汽车的发动机、逆变器、蓄电池或燃料电池等的冷却水的循环、供热水机、地暖设备等的热水的循环的水泵的滑动轴承装置。需要说明的是，本实用新型的滑动轴承装置不限定于使水循环的水泵用，作为使水移动供给的泵也是有用的。另外，即使是使介质为水以外的药液、溶剂、油、饮料等液体进行循环、移动供给的泵，也能够期待同样的效果。

Claims (9)

1.一种水泵用滑动轴承装置，用于水泵，所述水泵具备：叶轮；轴，用于支承所述叶轮；圆筒状的滑动轴承，固定于所述叶轮，用于将所述叶轮支承为相对于所述轴旋转自如；止推承受件，与所述滑动轴承各自的端面滑动；以及壳体和罩，收纳所述叶轮并形成泵室，所述水泵通过所述叶轮的旋转经由所述泵室吸入或排出循环水，

其特征在于，

所述水泵用滑动轴承装置由所述滑动轴承和所述止推承受件构成，在所述滑动轴承的至少一方的端面或所述止推承受件的至少一方的构件的端面，设置有成为滑动面的台肩部和从内径侧向外径侧排出所述循环水的润滑槽，

所述润滑槽具有相对于所述台肩部倾斜的倾斜面，

在从正面观察设置有所述润滑槽的端面时的投影图中，所述润滑槽通过由从所述端面的内径侧连接到外径侧的线段A及线段B、沿着内径面的圆弧C和沿着外径面的圆弧D围成的区域构成，所述圆弧C的长度与所述圆弧D的长度相等或比所述圆弧D的长度长。

2.根据权利要求1所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

所述线段A与所述线段B所成的角度为0°～15°。

3.根据权利要求1所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

所述线段A位于比所述线段B靠相对旋转方向的上游侧的位置，

在所述润滑槽中，基于与所述线段A正交的任意的切断面的截面形状为以所述倾斜面为斜边的大致直角三角形，以所述线段A与所述切断面的交点为顶点的内角的角度为3°～30°。

4.根据权利要求1所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

所述润滑槽的最大深度为0.1mm～1.0mm。

5.根据权利要求1所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

在所述端面沿圆周方向隔开间隔地配置有多个所述润滑槽。

6.根据权利要求5所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

形成有所述润滑槽的所述构件在所述线段A的延长线上具有轴中心，所述多个润滑槽设置于比所述构件的通过所述线段A的中心线向相对旋转方向的下游侧偏移的位置。

7.根据权利要求1所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

所述滑动轴承是树脂组成物的注射成形体，在其至少一方的端面具有所述润滑槽，

在所述滑动轴承的外径面形成有浇口痕，在所述滑动轴承中，在所述润滑槽内形成有熔合部，在所述台肩部未形成有所述熔合部。

8.根据权利要求1所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

在所述止推承受件中，与所述滑动轴承滑动的面的由机械加工产生的痕纹的方向不是同心圆。

9.根据权利要求8所述的水泵用滑动轴承装置，其特征在于，

所述痕纹的方向是随机的。

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